Một vật có khối lượng 4 kg được đặt ở vị trí trong trọng trường và có thế năng tại đó Wt1 = 600 J. Thả vật rơi tự do đến mặt đất có thế năng Wt2 = -800 J. (a) Xác định vị trí ứng với mức khôn

a. Ta có độ cao của vật so với vị trí làm mốc thế năng:

\[{{\rm{W}}_{t1}} = mg{h_1} \Rightarrow {h_1} = \frac{{{W_{t1}}}}{{mg}} = \frac{{600}}{{4.10}} = 15\,m\]

\[{{\rm{W}}_{t2}} = mg{h_2} \Rightarrow - 800 = 4.10.{h_2} \Rightarrow {h_2} = - 20\,m\] (vị trí dưới mốc thế năng)

Vậy mốc thế năng của vật là vị trí cách mặt đất 20 m và cách vị trí rơi là 15 m

Độ cao ban đầu của vật là: \(h = 15 + \left| { - 20} \right| = 35m\)

b. Ta có công chuyển động của vật: \(A = {{\rm{W}}_{t1}} = 600\left( J \right)\)

Theo định lý động năng: \(A = \frac{1}{2}m{v^2} \Rightarrow 600 = \frac{1}{2}.4.{v^2} \Rightarrow v = 10\sqrt 3 \left( {m/s} \right)\)